牛皮癣研究揭示宿主与微生物相互作用的关键

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1128次浏览发布时间：2024-07-02 11:57:23

关键词： #健康资讯

eBioMedicine刊登的最新研究通过多组学分析，探讨了牛皮癣中宿主与微生物之间的相互作用。

背景

牛皮癣是一种普遍的全身性炎症性疾病，全球有多达3%的人口受其影响。它可能引发糖尿病、银屑病关节炎和心血管疾病等并发症。

根据疾病特征，银屑病的临床表现可分为多种亚型。银屑病的发生和发展涉及到表皮屏障、环境因素和免疫系统等多个方面的因素。

治疗牛皮癣的方法仍然不明确，这对患者来说是一个重大的心理和经济负担。与健康皮肤相比，患有牛皮癣的皮肤微生物群的组成和多样性存在差异。

宿主与微生物之间的相互作用被认为与银屑病的发展有关。据报道，银屑病患者的皮肤微生物群失调，然而，使用多层组学数据研究微生物群与宿主之间的相互作用还不够充分。

关于研究

在这项研究中，科学家们对银屑病中宿主与微生物之间的相互作用进行了多组学分析。他们利用了与皮肤过敏和自身免疫相关的微生物(MAARS)队列的数据。

我们正在招募患有斑块型银屑病的患者以及健康志愿者。但我们会排除那些患有自身免疫性疾病、最近使用过抗生素、光疗、生物制剂或免疫抑制疗法的人。

牛皮癣患者的下背部活动性病变部位和周围非病变区域进行皮肤活检和微生物组样本采集，相应区域样本则取自健康个体。

所有参与者都经过身体检查，并获得了病史记录。我们从微生物组样本中提取 DNA 进行了宏基因组测序，采用了散弹枪法。此外，我们还使用活检样本分离了 RNA，并进行了转录分析。

利用基因表达数据进行加权基因相关网络分析（WGCNA）来分析。进行全基因组散弹枪测序，以确定微生物组的功能和分类特征。

要进行组间比较，可以使用 Mann-Whitney 和 Kruskal-Wallis 检验。我们可以使用 Spearman 相关性来估计关联程度，并根据年龄和性别进行调整。另外，我们还可以分析表型和微生物群之间的多变量关联。

发现

共有116位银屑病患者和102位健康个体参与了研究。银屑病患者皮肤病变的基因组与无病变样本之间存在显著差异。通过WGCNA分析，已确定了六个模块，这些模块与基因本体（GO）术语相关联。

一种模块与银屑病患者的面积和严重指数 (PASI) 评分呈正相关，同时富含炎症相关途径。

我们对患有病变和非病变的人群进行了评估，分别计算了其PASI评分和宿主基因之间的Spearman相关性。

这显示了两组中与抗病毒反应相关的功能。在两组的蛋白质-蛋白质相互作用 (PPI) 网络中都发现了干扰素 (IFN) 相关的网络。

另外，我们还采用了白细胞反卷积算法来探测与银屑病相关的细胞变化。该算法揭示了患者患病部位皮肤的细胞数量与健康皮肤或非病变部位皮肤的细胞数量之间存在着显著的差异。

它预测在病变的皮肤中，单核细胞、内皮细胞、CD4 T 细胞、角质形成细胞和浆细胞样树突状细胞会增加，而成纤维细胞、皮下脂肪细胞和脂肪干细胞会减少。

另外，有13种微生物在不同程度的PASI分类中都有明显增加，其中11种与银屑病病变紧密相关。

研究发现，在患有皮损和健康对照两组中，模拟棒状杆菌在PASI评分中属于中度和重度类别的丰度均有所增加。

然而，银屑病患者皮肤上的痤疮杆菌数量相对于健康皮肤要少。研究表明，拟痤疮杆菌数量与CD4 T细胞、树突状细胞和角质形成细胞数量呈正相关。此外，研究小组还发现，银屑病患者的皮肤微生物组与皮肤基因表达之间存在显著的相互作用。

更具体地说，痤疮梭菌和拟痤疮梭菌在宿主基因表达中的丰度与多种基因呈现明显相关，尤其是受IFN诱导的基因，如IFI27和IFIH1。

另外，银屑病患者的皮肤损伤和非损伤部位以及健康皮肤的微生物组的功能特征之间存在明显差异。通过微生物基因家族的层次聚类分析，可以看出在银屑病患者的皮损部位存在两个不同的聚类。

藤黄微球菌在银屑病病变的皮肤中数量较健康或无病变的皮肤少，同时第一簇相对于第二簇也较少。

簇1中微生物的代谢途径（除了有氧呼吸）表达较为不明显，而宿主基因（例如IL-19和IL-36A）的表达有所增加。簇1包含与脂多糖反应和细胞对生物刺激反应相关的途径。

结论

这项研究探讨了银屑病患者的宿主基因和微生物特征之间的联系。结果显示，抗病毒反应和拟梭菌与银屑病的严重程度之间存在关联。

确认了两种银屑病簇具有不同宿主和微生物特征。同时，研究结果指出同时进行微生物群调节和免疫调节疗法可能对银屑病患者有帮助。

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